空調(diào)智能控制大學(xué)畢業(yè)論文

.PAGE.摘要

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,社會(huì)高度信息化,新的高科技技術(shù)不斷應(yīng)用到建筑中,使得建筑的智能化已成為一種發(fā)展的必然趨勢(shì)。眾所周知,智能建筑主要由建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)<BAS>、通信自動(dòng)化系統(tǒng)<CAS>和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)<OAS>三大系統(tǒng)組成。智能建筑也往往是從建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)始。本文主要闡述,智能建筑中的中央空調(diào)<冷凍站>系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計(jì)。通常大型建筑都有兩套<或兩套以上>中央空調(diào)系統(tǒng),由三臺(tái)冷卻水泵、三臺(tái)冷凍水泵、兩臺(tái)冷卻塔風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)冷水機(jī)組等主要設(shè)備組成兩套制冷系統(tǒng),其中冷水機(jī)組是由設(shè)備生產(chǎn)廠成套供應(yīng)的。它一般是根據(jù)空氣調(diào)節(jié)原理及規(guī)律等由微處理器自動(dòng)控制的。冷水機(jī)組由壓縮機(jī)、冷凝器與蒸發(fā)器組成。壓縮機(jī)把制冷劑壓縮,壓縮后的制冷機(jī)進(jìn)入冷凝器,被冷卻水冷卻后,變成液體,析出的熱量由冷卻水帶走,并在冷卻塔里排入大氣。液體制冷劑由冷凝器進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸收熱量,使冷凍水降溫,然后冷凍水進(jìn)入冷風(fēng)機(jī)盤(pán)管吸收空氣中的熱量。

本文主要是通過(guò)用plc對(duì)中央空調(diào)中變頻器的控制來(lái)調(diào)節(jié)中央空調(diào)的各參數(shù)以達(dá)到所需要求,通過(guò)上位機(jī)系統(tǒng)〔中央管理工作站,下位機(jī)系統(tǒng)〔區(qū)域工作站,共同對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制,上位機(jī)主要有PC機(jī)和激光打印機(jī)以及由MCGS構(gòu)成的人機(jī)交互界面組成,下位機(jī)主要有TP21觸摸屏和FX-1S-14MR可編程序控制器組成。關(guān)鍵詞：空調(diào)系統(tǒng)；可編程控制器<PLC>；空調(diào)機(jī)組自動(dòng)控制ABSTRACTWiththeconstantdevelopmentofChina'seconomy,ahighdegreeofinformation-basedsociety,thenewhigh-techtechnologyappliedtothebuilding,makingtheintelligentbuildinghasbecomeadevelopmenttrend.Asweallknow,intelligentbuildingconstructionequipmentfromthemajorautomationsystems<BAS>,communicationsautomationsystem<CAS>andofficeautomationsystems<OAS>threesystem.IntelligentBuildingtendtobefromthebeginningofconstructionequipmentautomationsystem.Thisarticledescribed,theintelligentbuildinginthecentralair-conditioning<FreezingPoint>PLCcontrolsystemdesign.

Usuallyhavetwosetsoflarge-scaleconstruction<ortwoormore>centralair-conditioningsystem,coolingwaterpumpfromtheBigThree,threechilledwaterpumps,twocoolingtowerfan,twochillercomprisingtwosetsofmajorequipmentsuchasrefrigerationsystem,coldwaterUnitsfromcompletesetsofequipmentmanufacturingplantsupply.Itisbasedongeneralprinciplesandlawsoftheair-conditioning,suchasautomaticcontrolfromthemicroprocessor.Chillerfromthecompressor,condenserandevaporatorcomponents.Compressionoftherefrigerantcompressors,compressedintotherefrigeratorcondenser,coolingwatercooling,aliquid,precipitationheatawayfromthecoolingwaterandcoolingTarjadischargedintotheatmosphere.Liquidrefrigerantfromthecondenserintotheevaporatorevaporationabsorbheat,chilledwatercoolingandchilledwaterfancoilabsorbedintothecoldairintheheat.

Thispaperismainlyusedbythecentralair-conditioningplcinthefrequencyconvertertoregulatethecontrolofcentralair-conditioninginallparameterstoachievethenecessaryrequirements,throughthehostcomputersystem<centralmanagementworkstations>,theunder-machinesystem<Regionalworkstations>,thecommoncentralair-conditioningsystemControl,thePCmainPCandlaserprintersaswellasbytheMCGSacomponentofhuman-computerinterface,thecrewmainlyTP21touch-screenandFX-1S-14MRPLCcomponents.

Keywords：air-condition;PLC;目錄摘要IABSTRACTII1緒論11.1空調(diào)系統(tǒng)研究背景11.2本課題的來(lái)源與目的21.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀31.4選題的意義和課題的主要內(nèi)容42空調(diào)控制系統(tǒng)的原理構(gòu)成及運(yùn)行中存在的問(wèn)題72.1空調(diào)系統(tǒng)的原理及構(gòu)成72.2中央空調(diào)系統(tǒng)的控制功能及要求9空氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)10空氣濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)11空調(diào)控制系統(tǒng)的要求132.3空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成14空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)153空調(diào)系統(tǒng)建模173.1空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求173.2檢測(cè)、聯(lián)鎖與信號(hào)顯示183.3自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制193.4制冷裝置的自動(dòng)保護(hù)與控制214方案244.1可行性分析24泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)24冷卻塔的控制244.2具體方案25主電路的控制設(shè)計(jì)25功能控制方式25空調(diào)制冷系統(tǒng)265控制系統(tǒng)工作原理295.1控制系統(tǒng)流程如下29工藝要求29控制實(shí)現(xiàn)306控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)396.1下位機(jī)系統(tǒng)〔區(qū)域工作站396.2上位機(jī)系統(tǒng)〔中央管理工作站406.4系統(tǒng)擴(kuò)展控制436.5控制方案446.6人機(jī)界面467結(jié)論47參考文獻(xiàn)48致謝49附錄中英文對(duì)照50..1緒論1.1空調(diào)系統(tǒng)研究背景隨著人們生活水平的不斷提高,智能建筑得到了迅猛發(fā)展,并己成為21世紀(jì)建筑業(yè)的發(fā)展主流。所謂智能建筑,就是給傳統(tǒng)建筑加上"靈敏"的神經(jīng)系統(tǒng)和"聰明"的頭腦,以提高人們生產(chǎn)、生活環(huán)境,給人們帶來(lái)多元化信息和安全、舒適、便利的生活條件。而空調(diào)系統(tǒng)是智能建筑中樓宇自動(dòng)化的一個(gè)非常重要的組成部分,在各個(gè)行業(yè)、各個(gè)部門(mén)中得到了廣泛的應(yīng)用。一方面,在空調(diào)系統(tǒng)中,通過(guò)對(duì)空氣的凈化和處理,使其溫度、濕度、流動(dòng)速度、新鮮度及潔凈度等指標(biāo)均符合場(chǎng)所的使用要求,以滿(mǎn)足人們的生產(chǎn)、生活需要,另一方面,據(jù)統(tǒng)計(jì),空調(diào)系統(tǒng)的能耗通常占樓宇能耗的60%以上,為使空調(diào)系統(tǒng)以最小的能耗達(dá)到最佳的運(yùn)行效果,即滿(mǎn)足國(guó)際上最新的"能量效率,的要求,因此,研究空調(diào)的控制系統(tǒng)具有很大的經(jīng)濟(jì)意義。隨著科技的飛速發(fā)展,智能控制的應(yīng)用范圍在逐漸拓展,并且引起了空調(diào)控制方案的變革同時(shí),信息技術(shù)的飛速發(fā)展,引起了自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革,逐步形成了以網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)。而現(xiàn)場(chǎng)總線就是順應(yīng)這一形勢(shì)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)總線中的Lonworks總線技術(shù)為智能控制的實(shí)施提供了廣泛的發(fā)展空間,促使智能控制向著分散化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展[5]并且智能控制由于不依賴(lài)于系統(tǒng)的精確模型,而且具有超調(diào)小、調(diào)節(jié)迅速、上升時(shí)間短和很好的魯棒性的特點(diǎn),使得智能控制應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。中央空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代大型建筑物不可缺少的配套設(shè)施之一,電能的消耗非常大,約占建筑物總電能消耗的50%。由于中央空調(diào)系統(tǒng)都是按最大負(fù)載并增加一定余量設(shè)計(jì),而實(shí)際上在一年中,滿(mǎn)負(fù)載下運(yùn)行最多只有十多天,甚至十多個(gè)小時(shí),幾乎絕大部分時(shí)間負(fù)載都在70%以下運(yùn)行。通常中央空調(diào)系統(tǒng)中主機(jī)的負(fù)荷能隨季節(jié)氣溫變化自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載。隨著變頻技術(shù)的日益成熟,利用變頻器、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機(jī)結(jié)合,構(gòu)成溫差閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng),自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的輸出流量,達(dá)到節(jié)能目的提供了可靠的技術(shù)條件。1.2本課題的來(lái)源與目的本課題的來(lái)源是某大型酒店對(duì)其中央空調(diào)改造要求所設(shè)計(jì)的,因酒店是一個(gè)比較特殊的場(chǎng)所,對(duì)客人的舒適度要求比較高,且酒店大部分空間都是全封密的,所以無(wú)論是冬天還是夏天,無(wú)論是節(jié)日還是假日,一年365天都必須供應(yīng)冷氣。由于中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須按天氣最熱、負(fù)荷最大時(shí)設(shè)計(jì),且留有10%-20%左右的設(shè)計(jì)余量。其中冷凍主機(jī)可以根據(jù)負(fù)載變化隨之加載或減載,冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負(fù)載變化作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。這樣,冷凍水、冷卻水系統(tǒng)幾乎長(zhǎng)期在大流量、小溫差的狀態(tài)下運(yùn)行,造成了能量的極大浪費(fèi)。而且冷凍、冷卻水泵采用的均是Y—△起動(dòng)方式,電機(jī)的起動(dòng)電流均為其額定電流的3—4倍,在如此大的電流沖擊下,接觸器的使用壽命大大下降；同時(shí),啟動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊和停泵時(shí)的水錘現(xiàn)象,容易對(duì)機(jī)械器件、軸承、閥門(mén)和管道等造成破壞,從而增加維修工作量和備件費(fèi)用。另外,由于冷凍泵軸輸送的冷量不能跟隨系統(tǒng)實(shí)際負(fù)荷的變化,其熱力工況的平衡只能由人工調(diào)整冷凍主機(jī)出水溫度,以及大流量小溫差來(lái)掩蓋。這樣,不僅浪費(fèi)能量,也惡化了系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行質(zhì)量。特別是在環(huán)境溫度偏低、某些末端設(shè)備溫控稍有失靈或靈敏度不高時(shí),將會(huì)導(dǎo)致大面積空調(diào)室溫偏冷,感覺(jué)不適,嚴(yán)重干擾中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。因?yàn)榭照{(diào)偏冷的問(wèn)題經(jīng)常接到客人的投訴,處理這些投訴造成不少人力資源的浪費(fèi)。而最重要的是對(duì)酒店造成負(fù)面影響,影響客人入住意欲,造成不少客源的流失。所以酒店管理層希望通過(guò)對(duì)中央空調(diào)的改造,達(dá)到提升經(jīng)濟(jì)效益的目的,故方案是通過(guò)變頻器、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度模塊和溫度傳感器等構(gòu)成溫差閉環(huán)自動(dòng)控制,根據(jù)負(fù)載輕重自動(dòng)調(diào)整水泵的運(yùn)行頻率,同時(shí)根據(jù)冷卻水溫度的高低,自動(dòng)切投冷卻塔散熱風(fēng)機(jī),以達(dá)到節(jié)能效果。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國(guó)中央空調(diào)仍處于起步階段,目前其銷(xiāo)售對(duì)象主要集中在城市高收入消費(fèi)群體和房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商,由于其生產(chǎn)及安裝成本較高,大范圍普及尚需時(shí)日,這對(duì)爭(zhēng)先上馬該項(xiàng)目的企業(yè)不能不說(shuō)是個(gè)考驗(yàn)。此外,與普通家用空調(diào)相比,中央空調(diào)對(duì)核心技術(shù)、資金要求更高,所以欲真正立足于該領(lǐng)域并非易事。我國(guó)的中央空調(diào)生產(chǎn)大的公司主要有海爾,美的以及格力等大的集團(tuán)。海爾1996年開(kāi)始涉足中央空調(diào)領(lǐng)域。這也是國(guó)內(nèi)第一家進(jìn)軍中央空調(diào)領(lǐng)域的企業(yè),不僅在20XX奧運(yùn)會(huì)主辦地雅典的空調(diào)招標(biāo)會(huì)上中標(biāo)入駐奧運(yùn)村。而且在全國(guó)的樓市銷(xiāo)售中也獲得大豐收,北京、XX、XX、上海等一些樓區(qū)均使用海爾商用空調(diào)。美的20XX開(kāi)始進(jìn)軍小型中央空調(diào)領(lǐng)域,并借商用空調(diào)生產(chǎn)基地落成之勢(shì)也正大力推廣其"MDV"。20XX美的中央空調(diào)銷(xiāo)售達(dá)到2.7億元。格力二三期空調(diào)基地,將重點(diǎn)用于中央空調(diào)項(xiàng)目；并且在機(jī)構(gòu)設(shè)置上已經(jīng)將商用空調(diào)的營(yíng)銷(xiāo)和研發(fā)與家用空調(diào)業(yè)務(wù)分開(kāi),并興建總投資超過(guò)5億元,建筑面積近10萬(wàn)元平方米,國(guó)內(nèi)規(guī)模最大中央空調(diào)生產(chǎn)基地,顯示出進(jìn)軍中央空調(diào)市場(chǎng)決心。國(guó)際上中央空調(diào)技術(shù)處于領(lǐng)先地位的大公司主要有大金集團(tuán)、約克空調(diào)、麥克維爾公司、松下、LG等。大金集團(tuán)以歐洲、亞洲、中國(guó)、日本、美國(guó)為中心,積極有力展開(kāi)全球化事業(yè)?，F(xiàn)已在世界各地?fù)碛?2個(gè)子公司及相關(guān)公司。上海大金空調(diào)是集空調(diào)機(jī)制造、銷(xiāo)售和服務(wù)為一體的大型合資企業(yè)。作為空調(diào)專(zhuān)業(yè)制造廠家,大金在不斷推出新產(chǎn)品的同時(shí),還推出先進(jìn)空調(diào)管理系統(tǒng),為空調(diào)維護(hù)給出全新理念。約克空調(diào)是世界最大的曖通空調(diào)和冷凍設(shè)備專(zhuān)業(yè)制造公司之一,具有一百多年歷史,憑著多年豐富經(jīng)驗(yàn)及不斷拓展技術(shù),約克設(shè)備在同業(yè)和用戶(hù)當(dāng)中獲得一致認(rèn)同。麥克維爾20世紀(jì)90年代以后,麥克維爾開(kāi)始進(jìn)入中國(guó)。以1994年XX麥克維爾空調(diào)和1996年XX麥克維爾空調(diào)制冷的相繼建成投產(chǎn)為標(biāo)志,麥克維爾在中國(guó)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)全新階段。LG電子從1996年開(kāi)始在韓國(guó)生產(chǎn)和銷(xiāo)售商用空調(diào),從20XX起,完全由韓國(guó)進(jìn)口的LG商用空調(diào)開(kāi)始進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),并在中國(guó)北方最大的家電生產(chǎn)基地———LG電子〔天津電器組建一整套系統(tǒng)的市場(chǎng)推廣組織。預(yù)計(jì)到20XX末,年生產(chǎn)能力5萬(wàn)臺(tái)商用空調(diào)生產(chǎn)線將在中國(guó)北方建成。目前,LG電子在天津工廠已經(jīng)成立單獨(dú)的研發(fā)與銷(xiāo)售部門(mén),并把工作重心轉(zhuǎn)移到商用空調(diào)領(lǐng)域。1.4選題的意義和課題的主要內(nèi)容我國(guó)是一個(gè)人均能源相對(duì)貧乏的國(guó)家,人均能源占有量不足世界水平的一半,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)已成為世界第二耗能大國(guó),但能源使用效率普通偏低,造成電能浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。盡管我國(guó)電網(wǎng)總裝機(jī)容量和發(fā)電量快速擴(kuò)容,但仍趕不上用電量增加的速度,供電形勢(shì)嚴(yán)峻,節(jié)能節(jié)電已迫在眉睫。中央空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代大型建筑物不可缺少的配套設(shè)施之一,電能的消耗非常大,約占建筑物總電能消耗的50%。由于中央空調(diào)系統(tǒng)都是按最大負(fù)載并增加一定余量設(shè)計(jì),而實(shí)際上在一年中,滿(mǎn)負(fù)載下運(yùn)行最多只有十多天,甚至十多個(gè)小時(shí),幾乎絕大部分時(shí)間負(fù)載都在70%以下運(yùn)行。通常中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍主機(jī)的負(fù)荷能隨季節(jié)氣溫變化自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載,而與冷凍主機(jī)相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載,幾乎長(zhǎng)期在100%負(fù)載下運(yùn)行,造成了能量的極大浪費(fèi),也惡化了中央空調(diào)的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行質(zhì)量。隨著變頻技術(shù)的日益成熟,利用變頻器、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機(jī)結(jié)合,構(gòu)成溫差閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng),自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的輸出流量,達(dá)到節(jié)能目的提供了可靠的技術(shù)條件。本課題的任務(wù)是PLC在中央空調(diào)控制系統(tǒng)的應(yīng)用和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。文章在介紹了空調(diào)系統(tǒng)的原理。中央空調(diào)是對(duì)建筑物內(nèi)空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)的專(zhuān)用系統(tǒng),它通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)、閥門(mén)、泵等設(shè)備的開(kāi)、關(guān)及連續(xù)調(diào)節(jié)來(lái)控制室內(nèi)溫度、濕度,使之滿(mǎn)足一定要求,從而提高人體的舒適度。隨著人們生活水平的不斷提高,越來(lái)越多的大、中型建筑采用中央空調(diào)系統(tǒng),以達(dá)到夏季致冷、冬季取暖的目的。為提高中央空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性及可維護(hù)性,需采用控制產(chǎn)品對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行控制。早期的中央空調(diào)控制器多為就地式專(zhuān)用控制器和DDC控制器,它們具有控制功能簡(jiǎn)單、不易聯(lián)網(wǎng)及信息集成度不高等缺點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在的中央空調(diào)系統(tǒng)都傾向于采用先進(jìn)、實(shí)用、可靠的可編程控制器<PLC>來(lái)進(jìn)行控制。通過(guò)PLC在空調(diào)系統(tǒng)的推廣運(yùn)用,驗(yàn)證了PLC系統(tǒng)的可靠性特點(diǎn),保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行和有效節(jié)能,同時(shí)也為樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)的控制器選型提供了新的思路。相信在不久的將來(lái),越來(lái)越多的PLC系統(tǒng)在空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)用中日趨成熟,在樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)中也將會(huì)大顯身手?？删幊唐髟诳照{(diào)機(jī)組自動(dòng)控制中的應(yīng)用,說(shuō)明用可編程控制器完成空調(diào)自控比傳統(tǒng)的中間繼電器、時(shí)間繼電器組成的空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)有更大的方便、經(jīng)濟(jì)、靈活性。

為提高中央空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性及可維護(hù)性,需采用控制產(chǎn)品對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行控制。早期的中央空調(diào)控制器多為就地式專(zhuān)用控制器和DDC控制器,它們具有控制功能簡(jiǎn)單、不易聯(lián)網(wǎng)及信息集成度不高等缺點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在的中央空調(diào)系統(tǒng)都傾向于采用先進(jìn)、實(shí)用、可靠的可編程控制器<PLC>來(lái)進(jìn)行控制。2空調(diào)控制系統(tǒng)的原理構(gòu)成及運(yùn)行中存在的問(wèn)題2.1空調(diào)系統(tǒng)的原理及構(gòu)成要討論空調(diào)控制技術(shù),就必須對(duì)控制對(duì)象即空調(diào)系統(tǒng)有全面、深入的了解。只有掌握了其原理、特性、要達(dá)到的日的及實(shí)現(xiàn)手段才能決定采用何種控制策略。本文在此先對(duì)空調(diào)系統(tǒng)原理及組成作一介紹?？諝庹{(diào)節(jié)[24],就是把經(jīng)過(guò)一定處理之后的空氣,以一定方式送入室內(nèi),將室內(nèi)空氣的溫濕度、流動(dòng)速度和潔凈度等控制在一定范圍內(nèi)。影響室內(nèi)空氣環(huán)境參數(shù)的變化,主要是由以下兩方面造成的。一是外部原因,如太陽(yáng)輻射和外界氣候條件的變化;另一方面是內(nèi)部原因,如室內(nèi)人和設(shè)備產(chǎn)生的熱、濕和其它有害物質(zhì)。當(dāng)室內(nèi)空氣參數(shù)偏離了規(guī)定值時(shí),就需要采取相應(yīng)的空氣調(diào)節(jié)措施和方法,使其恢復(fù)到規(guī)定的要求。一般的空調(diào)系統(tǒng)包括以下幾個(gè)部分:<1>進(jìn)風(fēng)部分:根據(jù)生理衛(wèi)生對(duì)空氣新鮮度的要求,空調(diào)系統(tǒng)必須有一部分空氣取自室外,常稱(chēng)新風(fēng)。進(jìn)風(fēng)口連同引入通道和阻止外來(lái)異物的結(jié)構(gòu)等,組成了進(jìn)風(fēng)部分。<2>空氣過(guò)濾部分:由進(jìn)風(fēng)部分取入的新風(fēng),必須經(jīng)過(guò)一次預(yù)過(guò)濾,以除去顆粒較大的塵埃。一般空調(diào)系統(tǒng)都裝有預(yù)過(guò)濾器和主過(guò)濾器兩級(jí)過(guò)濾裝置。根據(jù)過(guò)濾的效率不同可以分為初效過(guò)濾器、中效過(guò)濾器和高效過(guò)濾器。<3>空氣的熱濕處理部分:將空氣加熱、冷卻、加濕和減濕等不同的處理過(guò)程組合在一起統(tǒng)稱(chēng)為空調(diào)系統(tǒng)的熱濕處理部分。熱濕處理設(shè)備上要有兩大類(lèi)型:直接接觸式和表面式。直接接觸式:與空氣進(jìn)行熱濕交換的介質(zhì)直接和被處理的空氣接觸,通常是將其噴淋到被處理的空氣中。噴水室、蒸汽加濕器、局部補(bǔ)充加濕裝置以及使用固體吸濕劑的設(shè)備均屬于這一類(lèi)。表面式:與空氣進(jìn)行熱濕交換的介質(zhì)不和空氣直接接觸,熱濕交換是通過(guò)處理設(shè)備的表面進(jìn)行的。表面式換熱器即我們簡(jiǎn)稱(chēng)的表冷器就屬于這一類(lèi)。<4>空氣輸送和分配部分:將調(diào)節(jié)好的空氣均勻地輸入和分配到空調(diào)房間內(nèi),以保證其合適的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)。這是空調(diào)系統(tǒng)空氣輸送和分配部分的任務(wù),它由風(fēng)機(jī)和不同型式的管道組成。<5>冷熱源部分:為了保證空調(diào)系統(tǒng)具有加熱和冷卻能力,必須具備冷源和熱源兩部分。冷源有自然冷源和人冷源兩種。自然冷源指深井水。熱源也有自然和人工兩種。自然熱源指地?zé)岷吞?yáng)能。人工熱源是指用煤、煤氣等作燃料的鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽和熱水,目前應(yīng)用最為廣泛?？諝庹{(diào)節(jié)的形式很多,按照空氣處理設(shè)備的設(shè)置情況,一般可分為:集中式空調(diào)系統(tǒng)<又稱(chēng)中央空調(diào)>、半集中式空調(diào)系統(tǒng)和全分散式空調(diào)系統(tǒng)。其中,集中式空調(diào)系統(tǒng)的所有空氣處理設(shè)備<包括風(fēng)機(jī)、冷卻器、加熱器、加濕器、過(guò)濾器等>都設(shè)在一個(gè)空調(diào)集中的空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi),其特點(diǎn)是,經(jīng)集中設(shè)備處理后的空氣,通過(guò)風(fēng)道分送到各空調(diào)房間,因而,系統(tǒng)便于集中管理、維護(hù)。此外還具有節(jié)能、衛(wèi)生、噪音小、使用方便等特點(diǎn),目前已被廣泛采用。在集中式空調(diào)系統(tǒng)中,常見(jiàn)的是混風(fēng)式系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是采用一部分回風(fēng)與新鮮空氣相棍合。這樣既保證了室內(nèi)空氣新鮮,又利用了回風(fēng)的能量,提高了設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。圖2.1為一典型的集中式空調(diào)系統(tǒng)。圖2.1典型的集中式空調(diào)系統(tǒng)這種空氣處理機(jī)組能根據(jù)各種場(chǎng)合要求增減其中的部件,構(gòu)成各種形式的空氣處理設(shè)備。在不同的工況中,AHU<AirHandlingUnit>的部分部件可能不被使用。如在冬季加熱加濕工況下,表冷器是不工作的;而在夏季減溫減濕工況下,加熱器和加濕器是不工作的?？照{(diào)器的進(jìn)風(fēng)通過(guò)風(fēng)閥取室外新風(fēng)和部分回風(fēng)混合,經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)去除雜質(zhì)后送入熱交換段及加濕段,處理后符合溫濕度要求的空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)進(jìn)入送風(fēng)管,從而送到空調(diào)房間,使空調(diào)房間的溫濕度達(dá)到要求。部分回風(fēng)與新風(fēng)混合,對(duì)新風(fēng)預(yù)處理,以節(jié)約能源。此外,當(dāng)室內(nèi)空氣余熱Q值發(fā)生變化而又需要使室內(nèi)溫度保持不變時(shí),可將送風(fēng)量固定,而改變送風(fēng)溫度,這種空調(diào)系統(tǒng)稱(chēng)為定風(fēng)量CAV<ConstantAirVolume>系統(tǒng);也可將送風(fēng)溫度固定,而改變送風(fēng)量,這種空調(diào)系統(tǒng)則稱(chēng)為變風(fēng)量VAV<VariableAirVolume>系統(tǒng)。本論文就是針對(duì)定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的溫度控制部分進(jìn)行研究的。2.2中央空調(diào)系統(tǒng)的控制功能及要求空調(diào)系統(tǒng)控制的主要對(duì)象是:空氣溫度及相對(duì)濕度。下面分別從溫度和相對(duì)濕度兩個(gè)方面介紹空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。2.2.1〔1一般空氣的溫度調(diào)節(jié)有以下幾種方式[26][1]夏季制冷A.采用噴水室噴冷水冷卻空氣的溫度調(diào)節(jié)B.采用水冷式冷卻器冷卻空氣的溫度調(diào)節(jié)[2]冬季加熱A.熱水加熱器的加熱量調(diào)節(jié)B.蒸汽加熱器的加熱量調(diào)節(jié)C.電加熱器的加熱量調(diào)節(jié)各種溫度控制方式都有其特點(diǎn),針對(duì)不同項(xiàng)目實(shí)際情況,要分析后采用合適的溫度控制方案。由于溫度控制分為夏季的冷卻和冬季的加熱兩種情況,其控制方式也會(huì)有所不同,下面分別加以介紹?！?夏季制冷控制方案由于噴水室冷卻方式為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)會(huì)引起回水水質(zhì)下降且容易漏水,故目前基本不采用。本次只討論水冷式表面冷卻器的空氣溫度調(diào)節(jié)方法。對(duì)于空氣冷卻調(diào)節(jié)一般有以下幾種方式[1]水量的量調(diào)節(jié):利用雙通閥改變通過(guò)冷卻器的冷水量來(lái)調(diào)節(jié)[2]水溫的質(zhì)調(diào)節(jié):利用三通閥改變冷凍水和回水的混合比調(diào)節(jié)水溫[3]調(diào)節(jié)通過(guò)冷卻器的風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)最后混合后的送風(fēng)溫度〔3冬季加熱控制方案加熱方式選擇:加熱一般有熱水加熱、蒸汽加熱、電加熱三種方式可以選擇。三種熱源發(fā)生方式及經(jīng)濟(jì)性比較如表2.1。加熱方式熱源特性經(jīng)濟(jì)性熱水加熱由熱泵機(jī)組提供時(shí)滯一長(zhǎng),反應(yīng)較慢,控制復(fù)雜價(jià)格中蒸汽加熱由當(dāng)?shù)毓I(yè)區(qū)提供熱源溫度、流量較穩(wěn)定,動(dòng)態(tài)特性中價(jià)格低電加熱通過(guò)電加熱器提供控制精度高,控制簡(jiǎn)單價(jià)格高表2.1空調(diào)加熱方式比較從上表可看出,電加熱具有控制精度高、控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),但其熱效率低、浪費(fèi)能源、價(jià)格高,作為主調(diào)節(jié)不合適,一般用于恒溫室等對(duì)動(dòng)態(tài)特性要求特別高的區(qū)域的輔助調(diào)節(jié)手段。一般對(duì)動(dòng)態(tài)特性沒(méi)有特殊要求的,不考慮采用。由于當(dāng)?shù)毓I(yè)區(qū)可以提供的蒸汽是一種廉價(jià)、穩(wěn)定的熱源,一般將其作為主調(diào)節(jié)手段。如果控制對(duì)象產(chǎn)生的熱擾動(dòng)較大,蒸汽系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥全開(kāi)仍不能滿(mǎn)足要求,為改善動(dòng)態(tài)特性,將啟動(dòng)熱泵機(jī)組提供熱水作為輔助調(diào)節(jié)。另外如果工業(yè)區(qū)蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障,也可以將熱水加熱作為備用加熱方式。2.2.2空氣濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)中的相對(duì)濕度調(diào)節(jié),可以采用定露點(diǎn)<間接>和不定露點(diǎn)<直接>的控制方法。定露點(diǎn)法是采用使空氣經(jīng)噴水室后或噴水表面冷卻器后露點(diǎn)相對(duì)恒定的方法,使空調(diào)房間內(nèi)空氣的相對(duì)濕度保持在一定范圍內(nèi)。自動(dòng)控制點(diǎn)的露點(diǎn)一般是由空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)確定的。由于定露法不能反映室內(nèi)余濕量或相對(duì)濕度的變化,存在著室內(nèi)濕度的偏差,故此種方法一般用于室內(nèi)余濕量變化幅度較小的場(chǎng)合。不定露點(diǎn)的直接控制方法,即用在房間內(nèi)及回風(fēng)管內(nèi)安裝的相對(duì)濕度傳感器,測(cè)量和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),以達(dá)到空調(diào)房間內(nèi)相對(duì)濕度控制的目的。在夏季,由于空氣濕度較大,需要降低濕度;而冬季由于空氣干燥,又需要加大濕度。這兩種功能可分別由水冷式表面冷卻器和蒸汽加濕來(lái)實(shí)現(xiàn)。〔1水冷式表面冷卻器的去濕控制該去濕方法的原理其實(shí)就是冷卻,由于相對(duì)濕度較大的空氣其露點(diǎn)溫度高。空氣冷卻降溫后,水蒸汽結(jié)露為水,從而降低空氣的濕度。在冬季空氣千燥或夏季高溫處于冷卻模式時(shí),基本都不需要強(qiáng)制去濕。而當(dāng)溫度不高,而濕度較大時(shí),則根據(jù)室內(nèi)濕度探測(cè)器的信號(hào)與設(shè)定值比較,根據(jù)其差值,調(diào)節(jié)冷凍水閥門(mén)開(kāi)度,強(qiáng)制啟動(dòng)制冷模式,調(diào)低冷卻器出口的空氣溫度以滿(mǎn)足去濕要求。此時(shí),由于送風(fēng)溫度偏低,為滿(mǎn)足室內(nèi)溫度要求,根據(jù)溫度探測(cè)器的信號(hào),可能要啟動(dòng)蒸汽加熱功能,以補(bǔ)償溫度的偏差。其中作原理如圖2.2圖2.2水冷式表面冷卻器的去濕控制〔2噴蒸汽加濕的控制采用蒸汽加濕空調(diào)系統(tǒng),它是由裝于室內(nèi)的相對(duì)濕度傳感器ME、電動(dòng)雙通調(diào)節(jié)閥MV、及相對(duì)濕度調(diào)節(jié)器MC組成。它在調(diào)節(jié)過(guò)程中,根據(jù)濕度傳感器所測(cè)得的室內(nèi)相對(duì)濕度值,由調(diào)節(jié)器進(jìn)行比較、放大后發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào),使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作,改變噴入空氣中的蒸汽量,達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的目的。示意圖如圖2.3所示。2.2.3空調(diào)控制系統(tǒng)的要求為達(dá)到要求的控制精度而且便于用戶(hù)使用,中央空調(diào)控制系統(tǒng)必須完成以下主要功能:<1>空調(diào)區(qū)域溫、濕度檢測(cè)與顯示。根據(jù)空調(diào)區(qū)域的面積,采用若干個(gè)溫、濕度傳感器,將其信號(hào)取平均值計(jì)算?？照{(diào)區(qū)域溫、濕度的自動(dòng)控制。<2>新風(fēng)溫、濕度檢測(cè)與顯示。<3>送、回風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)<開(kāi)機(jī)/停機(jī)>顯示,及其啟?？刂?lt;可通過(guò)自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式>、過(guò)載故障報(bào)警。<4>送、回風(fēng)機(jī)與防火閥聯(lián)鎖,發(fā)生火災(zāi)時(shí)防火閥報(bào)警并自動(dòng)關(guān)閉送、回風(fēng)機(jī)與風(fēng)閥。<5>過(guò)濾器過(guò)阻報(bào)警,提醒運(yùn)行人員及時(shí)清洗更換過(guò)濾器。<6>自動(dòng)調(diào)節(jié)表冷器或加熱器上的三通閥和電動(dòng)風(fēng)閥的開(kāi)度,以調(diào)節(jié)冷凍水或蒸汽的流量。中央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)控制系統(tǒng)的要求一般可概括為對(duì)控制區(qū)域的溫濕度、新風(fēng)量、冷凍水流量的控制等幾個(gè)方面。其中,空氣處理機(jī)組是指集中在空調(diào)機(jī)房的集中式空氣處理設(shè)備,包括送、回風(fēng)機(jī)、過(guò)濾器、冷卻器或加熱器、加濕器等,它是整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分和核心。控制的目標(biāo)是將室內(nèi)的溫濕度參數(shù)保持在適宜的水平,并且盡量使系統(tǒng)的能耗最小。圖2.3噴蒸汽加濕控制2.3空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成本論文討論采用Lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng),Lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的特點(diǎn)是可靠性高、便于容錯(cuò)、全數(shù)字化、通信距離長(zhǎng)、多節(jié)點(diǎn)、通信方式靈活、造價(jià)低廉、抗干擾能力強(qiáng)。本系統(tǒng)中用分布在現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備處的多臺(tái)智能控制器<其核心為神經(jīng)元芯片>實(shí)現(xiàn)對(duì)被控設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于智能控制器分布在現(xiàn)場(chǎng),控制功能較為明確,同時(shí)任何一臺(tái)智能控制器發(fā)生故障都不會(huì)影響其它設(shè)備的正常運(yùn)行,大大縮小了故障或事故的影響范圍。因此,可靠性大大提高。幾種有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的比較[4]見(jiàn)表2.2。表2.2幾種有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的比較相比表2.2中的各種現(xiàn)場(chǎng)總線,Lonworks網(wǎng)絡(luò)完全滿(mǎn)足了未來(lái)發(fā)展對(duì)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的要求。目前較流行的現(xiàn)場(chǎng)總線,如FF,Profibus等,都達(dá)不到這種要求。2.3.1空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)空調(diào)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[4]的基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2.4所示。圖2.4監(jiān)拉系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)它可將數(shù)據(jù)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)監(jiān)控相結(jié)合。它主要由PC機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)智能節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)適配器、路由器和通信介質(zhì)等組成,由現(xiàn)場(chǎng)總線擔(dān)任過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)與安裝在控制室中的PC機(jī)之間的串行數(shù)字通信鏈路。由于現(xiàn)場(chǎng)總線是基于數(shù)字通信的,因此在現(xiàn)場(chǎng)與控制室之間,能實(shí)現(xiàn)多變量雙向通信。路由器通常只有中繼器及不同通信介質(zhì)間信息轉(zhuǎn)換的功能,傳輸?shù)木嚯x受節(jié)點(diǎn)中收發(fā)器類(lèi)型的限制?！?網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視用PC機(jī)主要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理方面的各種功能,監(jiān)視和管理所連子網(wǎng)及所有現(xiàn)場(chǎng)智能節(jié)點(diǎn),包括溫濕度節(jié)點(diǎn)、登錄節(jié)點(diǎn),監(jiān)視節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài),管理顯示屏幕,實(shí)現(xiàn)對(duì)某些節(jié)點(diǎn)的手動(dòng)操作或控制等?！?網(wǎng)絡(luò)適配器它是控制網(wǎng)絡(luò)與PC機(jī)以及具有數(shù)據(jù)通信功能的儀器、儀表之間相互連接的接口。網(wǎng)絡(luò)信息可以通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)適配器進(jìn)、出PC機(jī),這樣能充分發(fā)揮PC機(jī)的顯示和計(jì)算能力,使PC機(jī)成為控制網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分。通過(guò)PC機(jī)的人機(jī)界面,完成收集和監(jiān)視各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)的信息,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算、執(zhí)行控制節(jié)點(diǎn)動(dòng)作等操作?！?現(xiàn)場(chǎng)智能a-0點(diǎn)它們是一些帶有Neuron芯片的、能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)<開(kāi)關(guān)量、模擬量>采集和處理的、且具有可靠網(wǎng)絡(luò)通信功能的現(xiàn)場(chǎng)智能裝置。提供有數(shù)據(jù)測(cè)量、數(shù)據(jù)處理、過(guò)程監(jiān)視和過(guò)程控制等功能,可以直接與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程<如溫濕度傳感器、執(zhí)行器>相連,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集或輸出控制信息?？照{(diào)監(jiān)控系統(tǒng)主要由三級(jí)組成。監(jiān)控級(jí)主要設(shè)操作員站,必要時(shí)也可加設(shè)工程師站。操作員站通過(guò)人機(jī)交互及友好的界面對(duì)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控和在線管理。工程師站的主要任務(wù)則是進(jìn)行離線管理,如完善系統(tǒng)運(yùn)行的組態(tài)軟件和下載記錄相關(guān)數(shù)據(jù)等。從智能建筑系統(tǒng)集成的角度考慮,管理級(jí)是較為重要的一級(jí),其主要任務(wù)是將管理部門(mén)的決策引入到監(jiān)控層的控制決策中去,實(shí)現(xiàn)各相關(guān)子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)與信息共享?，F(xiàn)場(chǎng)控制器構(gòu)成系統(tǒng)的第三級(jí),其主要功能是接收安裝于被控設(shè)備上的各種傳感器、檢測(cè)器傳達(dá)的數(shù)據(jù),按控制器內(nèi)部預(yù)選設(shè)置的參數(shù)和預(yù)選編制的控制程序來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算<如PID、延時(shí)等>,并對(duì)各被監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行控制,且隨時(shí)根據(jù)操作站由網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)出的各種指令來(lái)調(diào)整參數(shù)或啟動(dòng)有關(guān)程序以改變或啟動(dòng)相應(yīng)設(shè)備的監(jiān)控。3空調(diào)系統(tǒng)建模3.1空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求〔1采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動(dòng)控制,包括參數(shù)檢測(cè)、參數(shù)與動(dòng)力設(shè)備狀態(tài)顯示、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制、工況自動(dòng)轉(zhuǎn)換、設(shè)備聯(lián)鎖與自動(dòng)保護(hù)以及中央監(jiān)控與管理等。設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)建筑物的用途、系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行時(shí)間,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定其具體內(nèi)容?！?符合下列條件之一時(shí),采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),應(yīng)采用自動(dòng)控制：

一、采用自動(dòng)控制可合理利用能量實(shí)現(xiàn)節(jié)能時(shí)；

二、采用自動(dòng)控制,方能防止事故,保證系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行安全可靠時(shí)；

三、工藝可使用條件對(duì)室內(nèi)溫濕度波動(dòng)范圍有一定要求時(shí)。〔3在滿(mǎn)足控制功能和指標(biāo)的條件下,應(yīng)盡量簡(jiǎn)化自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)?！?采用自動(dòng)控制的采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),應(yīng)做到系統(tǒng)和管道設(shè)計(jì)合理,防止運(yùn)行調(diào)節(jié)時(shí)各并聯(lián)環(huán)路壓力失調(diào),其調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)特性應(yīng)符合要求?！?自動(dòng)控制方式的選擇,應(yīng)根據(jù)使用條件及要求,采用電動(dòng)式、氣動(dòng)式電動(dòng)氣混合式。〔6設(shè)置自動(dòng)控制的采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),應(yīng)具有手動(dòng)控制的可能?！?采用自動(dòng)控制時(shí),宜設(shè)控制室,當(dāng)系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)及儀表較少時(shí),其控制臺(tái)屏可直接布置在機(jī)房?jī)?nèi)。〔8高層民用建筑和生產(chǎn)廠房的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),當(dāng)其數(shù)量較多時(shí),可設(shè)中央和區(qū)域兩級(jí)控制。3.2檢測(cè)、聯(lián)鎖與信號(hào)顯示〔1采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)有代表性的參數(shù),應(yīng)在便于觀察的地點(diǎn)設(shè)置檢測(cè)儀表,當(dāng)采用集中控制時(shí),其主要參數(shù)應(yīng)設(shè)置遙測(cè)儀表?！?對(duì)下列部分或全部參數(shù)的測(cè)量,應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置必要的檢測(cè)儀表：

一、采暖系統(tǒng)的供水,供汽和回水干管中的熱媒溫度和壓力；

二、熱風(fēng)采暖系統(tǒng)的室內(nèi)溫度,送風(fēng)溫度和熱媒參數(shù)；

三、送風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)溫度和熱媒參數(shù)；

四、兼作熱風(fēng)采暖的送風(fēng)系統(tǒng)的室內(nèi)溫度、送風(fēng)溫度和熱媒參數(shù)；

五、除塵系統(tǒng)的除塵器進(jìn)出口靜壓差；

六、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的下列參數(shù)：

1>室內(nèi)外溫濕度；

2>一、二次混合風(fēng)溫度；

3>噴水室或表面冷卻器出口空氣溫度；

4>加熱器出口空氣溫度；

5>送回風(fēng)溫度；

6>加熱器進(jìn)出口熱媒溫度和壓力；

7>噴水室或表面冷卻器用的水泵出溫度和壓力；

8>噴水室顴表面冷卻器進(jìn)出口的冷水溫度；

9>空氣過(guò)濾器進(jìn)出口的靜壓差；

10>水過(guò)濾器進(jìn)出口的靜壓差；

11>變風(fēng)量系統(tǒng)風(fēng)管的靜壓。

注:1、當(dāng)室內(nèi)外濕度無(wú)檢測(cè)要求時(shí),不可設(shè)濕度儀表。

2、布置檢測(cè)儀表時(shí),應(yīng)考慮儀表共用不著的可能性,避免重復(fù)設(shè)置?！?空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度敏感元件和檢測(cè)元件的裝設(shè)地點(diǎn),應(yīng)符合下列要求：

一、在室內(nèi),應(yīng)裝設(shè)在不受局部熱源影響的、有代表性的、空氣流通的地點(diǎn),僅局部區(qū)域要求嚴(yán)格時(shí),應(yīng)裝設(shè)在要求嚴(yán)格的地點(diǎn)；二、在風(fēng)管內(nèi),宜裝設(shè)在氣流穩(wěn)定管段的截面中心；

三、機(jī)器露點(diǎn)溫度的敏感元件和檢測(cè)元件,應(yīng)裝設(shè)在擋水板后有代表性的集團(tuán),并應(yīng)避免輻射熱、振動(dòng)、水滴和二次回風(fēng)的影響。〔4空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的回風(fēng)機(jī)、控制設(shè)備及儀表,應(yīng)與送風(fēng)機(jī)聯(lián)鏑,必要時(shí),通風(fēng)和除塵系統(tǒng)的通風(fēng)和水力除塵裝置等,應(yīng)與送風(fēng)裝置等,應(yīng)與有關(guān)的工藝設(shè)備聯(lián)鎖?！?空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電加熱器應(yīng)接地?！?空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的通風(fēng)機(jī)、水泵和電加熱器等,并應(yīng)設(shè)工作狀態(tài)顯示信號(hào)?！?多工況運(yùn)行的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),其運(yùn)行工況及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)顯示信號(hào)?！?排除劇毒物質(zhì)或爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)的局部排風(fēng)系統(tǒng),以及甲、乙類(lèi)生產(chǎn)廠房的全面排風(fēng)系統(tǒng),應(yīng)在工作地點(diǎn)設(shè)置通風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)顯示信號(hào)。3.3自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制〔1空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式,應(yīng)根據(jù)調(diào)節(jié)對(duì)象的特性數(shù)、房間熱濕負(fù)荷變化的特點(diǎn)以及控制參數(shù)的精度要求等進(jìn)行選擇?！?過(guò)渡季節(jié)需要調(diào)節(jié)器新風(fēng)量的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),采用雙風(fēng)機(jī)時(shí),可通過(guò)回風(fēng)閥控制新風(fēng)量〔新風(fēng)閥可不控制,但新風(fēng)閥面積應(yīng)按全新風(fēng)核算,且應(yīng)使新風(fēng)管段的壓力損失小于全新風(fēng)時(shí)系統(tǒng)總壓力損失的15%。

注:系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí),新風(fēng)閥應(yīng)能自動(dòng)關(guān)閉?！?室溫允許波動(dòng)范圍大于或等于±1.0℃和相對(duì)溫度允許波動(dòng)范圍大于或等于±5%的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),當(dāng)水冷式表面冷卻器采用變化量控制時(shí),宜由室內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)器通過(guò)高值或低值選擇器進(jìn)行優(yōu)先控制,并對(duì)加熱器或加濕器進(jìn)行分程控制,冷水系統(tǒng)宜采用兩通閥及改變水泵轉(zhuǎn)速或臺(tái)數(shù)控制?！?全年運(yùn)行的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),要滿(mǎn)足室內(nèi)參數(shù)和節(jié)能要求的情況下,宜采用變結(jié)構(gòu)多工況控制系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)的極限位置、空氣參數(shù)的超限值或分程控制等方式?！?室內(nèi)相對(duì)溫度的控制,可采用機(jī)器在露點(diǎn)濕度恒定、不理定或不達(dá)到機(jī)器露點(diǎn)方式；當(dāng)室內(nèi)散濕量較大時(shí),家采用機(jī)器人露點(diǎn)溫度不恒定可不達(dá)到機(jī)器露點(diǎn)溫度的方式直接控制室內(nèi)相對(duì)溫度。〔6當(dāng)受調(diào)節(jié)對(duì)象純滯后、時(shí)間常數(shù)或熱濕擾量變化影響,采用單回路調(diào)節(jié)不能滿(mǎn)足調(diào)節(jié)參數(shù)要求時(shí),空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可采用串級(jí)調(diào)節(jié)或送風(fēng)襝調(diào)節(jié)?！?變風(fēng)量系統(tǒng)送風(fēng)溫度的整定值,應(yīng)按冷卻和加熱工況分另確定。當(dāng)冷卻和加熱工況互換時(shí),控制變風(fēng)量末端裝置的調(diào)節(jié)器,應(yīng)相應(yīng)地變換其襝調(diào)節(jié)?！?控制變風(fēng)量系統(tǒng)送回風(fēng)機(jī)風(fēng)量的靜壓控制點(diǎn),宜設(shè)在系統(tǒng)送風(fēng)干管末端至管距末三分之一處的管段上,送加風(fēng)機(jī)的風(fēng)量應(yīng)進(jìn)行平衡控制?！?風(fēng)機(jī)盤(pán)管的冷水系統(tǒng),宜采用兩通閥變水量控制,且就根據(jù)系統(tǒng)的水量調(diào)節(jié)情況,行動(dòng)控制水泵轉(zhuǎn)速或臺(tái)數(shù)。〔10設(shè)置一次泵和二次泵的閉式冷水系統(tǒng),末端采用變水量控制時(shí),一、二次泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)的控制,應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的水力工況、熱力工況及水泵的運(yùn)行特性,采用壓差控制、流量控制和負(fù)荷控制,對(duì)并聯(lián)工作的二次砂進(jìn)行臺(tái)數(shù)控制時(shí),應(yīng)考慮變臺(tái)數(shù)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性?！?1自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選擇,應(yīng)符合下列要求：

一、水兩通閥,宜采用等百分比特性的；

二、水三通閥,宜采用拋物線可線性特性的；

三、蒸汽兩通閥,當(dāng)壓力損失比大于或等于0.6時(shí),宜采用線性特性的,當(dāng)壓力損失比小于0.6時(shí),宜采用等百分比特性的；

四、調(diào)節(jié)閥的進(jìn)出口壓差,應(yīng)符合制造廠的有關(guān)規(guī)定,且應(yīng)對(duì)調(diào)節(jié)閥的流通能力及孔徑進(jìn)行選擇計(jì)算?！?2三通混合閥不宜用作三通分流閥；三通分流閥不得作三通混合閥。蒸汽兩通閥應(yīng)采用單座閥。〔13位于嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)的送風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),其新風(fēng)加熱宜設(shè)防凍自動(dòng)保護(hù)。〔14風(fēng)管的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥,宜采用多葉對(duì)開(kāi)式調(diào)節(jié)閥。〔15連續(xù)供熱的散熱器采暖系統(tǒng),必要時(shí),應(yīng)設(shè)置散熱器自動(dòng)調(diào)節(jié)閥。〔16間歇供熱的暖風(fēng)機(jī)熱風(fēng)采暖系統(tǒng),宜根據(jù)熱媒的溫度或壓力高于整定值時(shí),暖風(fēng)機(jī)自動(dòng)開(kāi)啟,低于整定值時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。3.4制冷裝置的自動(dòng)保護(hù)與控制〔1壓縮式制冷裝置,應(yīng)設(shè)下列安全保護(hù)：

一、壓縮機(jī)的安全保護(hù)：

1、排氣壓力的高壓保護(hù)和吸氣壓力的低壓保護(hù)；

2、潤(rùn)滑系統(tǒng)的油壓差保護(hù)；

3、電動(dòng)機(jī)過(guò)載及單相運(yùn)行保護(hù)；4、冷卻水套斷水保護(hù)；

5、離心式壓縮機(jī)軸承的高溫保護(hù)；

二、臥殼管式蒸發(fā)器冷水的防凍保護(hù)；

三、冷凝器冷卻水?dāng)嗨Ｗo(hù)及蒸發(fā)式冷凝器通風(fēng)機(jī)的事幫保護(hù)?！?吸收式制冷裝置,應(yīng)設(shè)下列安全保護(hù)：

一、冷水或冷劑水的低溫保護(hù)；

二、溴化鋰溶液的防結(jié)晶保護(hù)

1、發(fā)生器出口濃溶液的高溫保護(hù)；

2、冷劑水的液位保護(hù)；

3、冷卻水?dāng)嗨蛄髁窟^(guò)低保護(hù)；

4、停機(jī)時(shí)防結(jié)晶保護(hù)；

三、冷卻水溫度過(guò)低保護(hù)；

四、屏蔽泵過(guò)載及防汽蝕保護(hù)；

五、蒸發(fā)器中冷劑水溫度過(guò)高保護(hù)?！?設(shè)計(jì)時(shí),宜采用帶能量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的制冷設(shè)備,當(dāng)其臺(tái)數(shù)較多時(shí),宜采用能量調(diào)節(jié)和臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)相結(jié)合的控制方式?！?制冷設(shè)備的運(yùn)行臺(tái)數(shù),宜根據(jù)實(shí)際需要的冷負(fù)荷,冷水量或冷水溫度進(jìn)行控制?！?制冷機(jī)應(yīng)與冷卻水系統(tǒng)的水泵聯(lián)鎖。當(dāng)采用風(fēng)冷式冷凝器時(shí),壓縮式制冷機(jī)應(yīng)與冷凝的通風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖?！?制冷裝置中,下列主要參數(shù)宜設(shè)置檢測(cè)儀表：

一、蒸發(fā)器的冷水進(jìn)出口溫度；

二、冷凝器的冷卻水進(jìn)出口溫度；

三、壓縮機(jī)排氣和吸氣的壓力和溫度；

四、離心式壓縮機(jī)的軸承溫度；

五、吸收式制機(jī)發(fā)生器的蒸汽入口溫度和壓力,凝結(jié)水的出口溫度；

六、吸收式制冷機(jī)屏蔽泵的壓力。

注：當(dāng)制冷裝置自帶檢測(cè)儀表時(shí),可不另行設(shè)置。4方案我們打算利用變頻器、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度模塊、溫度傳感器等構(gòu)成的溫差閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。對(duì)冷卻水泵、冷卻塔進(jìn)行設(shè)計(jì),以節(jié)約電能。4.1可行性分析方案是通過(guò)變頻器、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度模塊和溫度傳感器等構(gòu)成溫差閉環(huán)自動(dòng)控制,根據(jù)負(fù)載輕重自動(dòng)調(diào)整水泵的運(yùn)行頻率,同時(shí)根據(jù)冷卻水溫度的高低,自動(dòng)切投冷卻塔散熱風(fēng)機(jī),以達(dá)到節(jié)能效果。以下是分析過(guò)程：4.1.1泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)原理:n=60f/p<1-s>式中：n:轉(zhuǎn)速f:頻率p:電機(jī)磁極對(duì)數(shù)s:轉(zhuǎn)差率由上式可見(jiàn),調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速有3種方法,改變頻率、改變電機(jī)磁極對(duì)數(shù)、改變轉(zhuǎn)差率。在以上調(diào)速方法中,變頻調(diào)速性能最好,調(diào)速范圍大,靜態(tài)穩(wěn)定性好,運(yùn)行效率高。因此改變頻率而改變轉(zhuǎn)速的方法最方便有效。4.1.2冷卻塔的控制以前的冷卻塔是人為的根據(jù)冷卻水溫度選擇冷卻塔開(kāi)啟的臺(tái)數(shù),非常容易造成能源的浪費(fèi)現(xiàn)象,現(xiàn)在根據(jù)冷卻水的溫度,由溫度傳感器傳送信號(hào)至PLC,由PLC經(jīng)計(jì)算后對(duì)冷卻塔風(fēng)機(jī)依次開(kāi)啟,以28℃為基數(shù),溫度每上升2℃,開(kāi)啟兩臺(tái)散熱風(fēng)機(jī),每下降4.2具體方案4.2.1主電路的控制設(shè)計(jì)根據(jù)具體情況,同時(shí)考慮到成本控制,原有的電器設(shè)備盡可能的利用。冷卻水泵均采用一用一備的方式運(yùn)行,使用一臺(tái)變頻器控制拖動(dòng)兩臺(tái)水泵交替運(yùn)行。將一臺(tái)揚(yáng)程較高的冷水泵作為備用。以下為：冷卻水泵一次接線圖圖冷卻水泵一次接線圖4.2.2工作流程：開(kāi)機(jī)：開(kāi)啟冷水及冷卻水泵,由PLC控制冷水及冷卻水泵的啟停,由冷水及冷卻水泵的接觸器向制冷機(jī)發(fā)出聯(lián)鎖信號(hào),開(kāi)啟制冷機(jī),由變頻器、溫度傳感器、溫度模塊組成的溫差閉環(huán)控制電路對(duì)水泵進(jìn)行調(diào)速以控制工作流量,同時(shí)PLC控制冷卻塔根據(jù)溫度傳感器信號(hào)自動(dòng)選擇開(kāi)啟臺(tái)數(shù)。停機(jī)：關(guān)閉制冷機(jī),冷水及冷卻水泵以及冷卻塔延時(shí)十分鐘后自動(dòng)關(guān)閉。保護(hù)：由壓力傳感器控制冷水及冷卻水的缺水保護(hù),壓力偏低時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟補(bǔ)水泵補(bǔ)水。4.2.3空調(diào)制冷系統(tǒng)一般由相應(yīng)的制冷機(jī)－冷卻水泵－冷卻塔風(fēng)機(jī)組成機(jī)泵系統(tǒng),幾個(gè)機(jī)泵系統(tǒng)可以組成一個(gè)制冷大系統(tǒng)。下面以三個(gè)機(jī)泵系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)明空調(diào)自控原理及要求<如下圖>：1空調(diào)控制在時(shí)序方面應(yīng)滿(mǎn)足下列的要求三套泵系統(tǒng)原理圖a.空調(diào)機(jī)組起動(dòng)時(shí)序要求b.空調(diào)機(jī)組停機(jī)時(shí)序要求2空調(diào)控制的原理還應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：a.冷凍水回水管上設(shè)溫度傳感器,通過(guò)檢測(cè)其回水溫度,控制制冷機(jī)組啟停。平時(shí)工作時(shí),首先選定任意冷凍機(jī)及其附泵運(yùn)行,另外兩個(gè)系統(tǒng)由溫度控制器依次投入或退出。

b.冷卻塔進(jìn)水管上裝設(shè)電動(dòng)閥,與冷卻塔風(fēng)機(jī)連鎖,使其與機(jī)組對(duì)應(yīng)運(yùn)行。

c.在冷卻水回水總管上裝設(shè)溫度傳感器,通過(guò)檢測(cè)其回水溫度,控制冷卻塔運(yùn)行的臺(tái)數(shù),同時(shí)輸出控制電動(dòng)閥的開(kāi)度,控制流入冷卻塔的水量。

d.對(duì)變流量系統(tǒng),利用冷凍水壓差控制器,檢測(cè)系統(tǒng)供回水之間的壓差,控制旁通閥的旁通量,使系統(tǒng)基本穩(wěn)定。3PLC與系統(tǒng)各硬件之間的連接：PLC與系統(tǒng)硬件連接圖5控制系統(tǒng)工作原理新風(fēng)機(jī)鼓入的新風(fēng)經(jīng)加熱交換器、制冷交換器、加濕器進(jìn)入房間。房間內(nèi)有溫度、濕度、差壓檢測(cè)器測(cè)的信號(hào)反饋給控制器。由反饋信號(hào)通過(guò)數(shù)字控制儀來(lái)控制加熱、制冷交換器控制室內(nèi)溫度。當(dāng)濕度低時(shí),由加濕器輸出蒸汽；濕度高時(shí),制冷交換器要降溫以使空氣溫度降低,達(dá)到除濕目的。原來(lái)的濕度、溫度信號(hào)還要經(jīng)過(guò)高選處理。當(dāng)溫度信號(hào)高時(shí),以溫度控制優(yōu)先；當(dāng)濕度信號(hào)高時(shí),以濕度控制優(yōu)先。原來(lái)儀表調(diào)試比較繁雜,調(diào)試不容易滿(mǎn)足要求。加熱、制冷、加濕器的控制信號(hào)是4-20mA信號(hào)。壓力系統(tǒng)原來(lái)是由變頻器控制。溫度、濕度信號(hào)是變送器送出的DC4-20mA的信號(hào)。輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)比較判斷,當(dāng)輸入的溫度信號(hào)小于12mA時(shí),要執(zhí)行加熱邏輯,當(dāng)大于12mA時(shí),要執(zhí)行制冷邏輯。當(dāng)輸入的濕度信號(hào)小于12mA時(shí),要執(zhí)行加濕邏輯,當(dāng)大于12mA時(shí),要執(zhí)行除濕邏輯。而制冷和除濕信號(hào)中要選大的來(lái)控制制冷交換器。由于PLC有很好的邏輯判斷能力及數(shù)據(jù)處理能力,選用了三菱FX-1S-14MR系列PLC。三菱FX-1S-14MR系列是模塊式結(jié)構(gòu),可以根據(jù)要求配置不同的模擬模塊和數(shù)字量模塊。由于是改造,我們使用的數(shù)字量極少,僅用做故障報(bào)警。5.1控制系統(tǒng)流程如下：中央空調(diào)是對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)節(jié)的專(zhuān)用系統(tǒng),它通過(guò)室內(nèi)采樣溫度、濕度,與設(shè)定的溫度和濕度比較,按照一定的算法,對(duì)比例調(diào)節(jié)閥、加熱器、加濕器、進(jìn)/出氣閥門(mén)、泵等設(shè)備進(jìn)行控制,調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、濕度,達(dá)到設(shè)定的要求,提高人體的舒適度。5.1.1工藝要求1啟動(dòng)送風(fēng)電機(jī)主接觸器工作,同時(shí)Y型接觸器工作,5秒〔可設(shè)定后轉(zhuǎn)為三角運(yùn)行；

延時(shí)30秒檢測(cè)氣流傳感器〔待機(jī)狀態(tài)不檢測(cè),不正常―報(bào)警

正常,讀入溫度濕度傳感器參數(shù)：T〔溫度,RH〔濕度；

與設(shè)定值相比較；

2夏季工況T>設(shè)定值范圍〔T1士2；制冷比例積分閥打開(kāi),開(kāi)度由PID自整定；

T=設(shè)定值范圍〔T1士2；制冷比例積分閥保持開(kāi)度〔由PID自整定；

T<設(shè)定值范圍〔T1士2；制冷比例積分閥保持關(guān)閉〔由PID自整定；

當(dāng)溫度降到小于T1+2,RH>設(shè)定值范圍〔RH士10%；

除濕程序啟動(dòng)；分級(jí)投入加熱器和分級(jí)斷開(kāi)加熱器。

3冬季工況T<設(shè)定值范圍〔T1士2；制熱比例積分閥〔與制冷比例積分閥同一閥打開(kāi),開(kāi)度由PID自整定；

T=設(shè)定值范圍〔T1士2；制熱比例積分閥保持開(kāi)度〔由PID自整定；

T>設(shè)定值范圍〔T1士2；制熱比例積分閥保持關(guān)閉〔由PID自整定；

當(dāng)溫度比較低,只靠制熱比例積分閥不能把溫度比較快提升上來(lái)時(shí),要投入電加器。分級(jí)投入加熱器和分級(jí)斷開(kāi)加熱器。；

4加濕程序夏季工況和冬季工況是相同的。

RH<RH-10%時(shí),加濕閥打開(kāi),RH>RH-5%〔50%,加濕閥關(guān)閉。

5停車(chē),閥門(mén)關(guān)閉,電加熱器全部停止,延時(shí)30秒,停風(fēng)機(jī)。5.1.2控制實(shí)現(xiàn)1關(guān)鍵功能：中央空調(diào)對(duì)溫度和濕度精確控制必須用PID控制,用開(kāi)關(guān)量控制溫度波動(dòng)范圍大。系統(tǒng)需要采集溫度和濕度兩模擬量信號(hào),需要一個(gè)模擬量輸出信號(hào)控制冷熱比例積分閥,并預(yù)留一個(gè)模擬量輸出信號(hào)通道〔濕度閥有時(shí)用比例積分閥,有時(shí)用開(kāi)關(guān)量閥。

2系統(tǒng)硬件配置：

CPU

：KDN-K306-24AR

14點(diǎn)輸入

10點(diǎn)繼電器輸出

模擬量輸入模塊：KDN-K331-04IV

4路模擬量輸入

模擬量輸入模塊：KDN-K332-02IV

2路模擬量輸出

文本屏

：TOD110

狀態(tài)顯示、參數(shù)設(shè)置、手動(dòng)操作、報(bào)警顯示。3軟件實(shí)現(xiàn)：文本屏作了23幅畫(huà)面,主要是：狀態(tài)顯示、參數(shù)設(shè)置、手動(dòng)操作、報(bào)警顯示。PLC完成中央空調(diào)控制功能。PID控制功能是中央空調(diào)控制的重點(diǎn)。KDN系列PLC把輸入的信號(hào)和設(shè)定的信號(hào)進(jìn)行歸一化處理,經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算,輸出結(jié)果進(jìn)行歸一化處理,并根據(jù)實(shí)現(xiàn)情況,轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量。這種處理更符合工程化的實(shí)現(xiàn)。

以下是PLC的IO分配表：

I0.0

1號(hào)送風(fēng)電機(jī)過(guò)載

Q0.0

主接觸器啟動(dòng)

I0.1

2號(hào)送風(fēng)電機(jī)過(guò)載

Q0.1

星接觸器啟動(dòng)

I0.2

無(wú)風(fēng)報(bào)警

Q0.2

角接觸器啟動(dòng)

I0.3

一級(jí)電加熱過(guò)熱

Q0.3

一號(hào)電加熱啟動(dòng)

I0.4

二級(jí)電加熱過(guò)熱

Q0.4

二號(hào)電加熱啟動(dòng)

I0.5

三級(jí)電加熱過(guò)熱

Q0.5

三號(hào)電加熱啟動(dòng)

I0.6

四級(jí)電加熱過(guò)熱

Q0.6

四號(hào)電加熱啟動(dòng)

I0.7

遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)

Q0.7

加濕器啟動(dòng)

I1.0

外部制冷制熱轉(zhuǎn)換

Q1.0

回風(fēng)電動(dòng)閥打開(kāi)

I1.1

初效過(guò)濾壓差報(bào)警

Q1.1

鮮風(fēng)電動(dòng)閥打開(kāi)

I1.2

中效過(guò)濾壓差報(bào)警

I1.3

加濕器故障報(bào)警

I1.4

A：溫度輸入

0：空

B：濕度輸入

1：制冷〔制熱比例積分閥PLC控制中央空調(diào)程序說(shuō)明：該系統(tǒng)是采用三菱FX-1S-14MR對(duì)原有的手動(dòng)蒸汽溴化浬中央空調(diào)機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)化改造,效果不錯(cuò),反映為操作復(fù)雜,不方便,通過(guò)增加探測(cè)儀器,如數(shù)字溫度計(jì)、銅棒液位計(jì)、電動(dòng)閥門(mén)等配合PLC控制,自動(dòng)化程度大大提高,同時(shí),保留了手動(dòng)操作功能,可以由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換。該程序的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是通過(guò)監(jiān)測(cè)外部溫度、蒸汽壓力等狀態(tài)調(diào)節(jié)幾個(gè)閥門(mén)〔蒸汽閥、冷水閥、溶液閥以及溶劑泵、冷水泵等。巧妙之處是運(yùn)用可逆計(jì)數(shù)器來(lái)記錄蒸汽閥和溶液閥的開(kāi)度,這樣減少了許多外部設(shè)備,使系統(tǒng)更趨簡(jiǎn)單實(shí)用。PLC控制中央空調(diào)程序I/O注釋PLC控制中央空調(diào)程序I/O注釋?zhuān)篒/O程序中名稱(chēng)意義

X0ZQFK.F蒸汽閥開(kāi)反饋

X1RUN開(kāi)機(jī)運(yùn)行

X2STOP停機(jī)

X3AUTO自動(dòng)調(diào)節(jié)檔

X4MUTE警鈴靜音

X5TX>TS水溫低

X6PQ

X7RYFK.F溶液閥開(kāi)反饋

X10RYFG.F溶液閥關(guān)反饋

X11OLL冷劑泵過(guò)載

X12OLFSB發(fā)生泵過(guò)載

X13PQ>PH氣壓過(guò)高

X14HOTGF高發(fā)過(guò)熱

X15ZQFG.F蒸汽閥關(guān)反饋

X16JJIN結(jié)晶

X17LSDW冷流水低溫

X20LJSDW冷劑水低溫

X21LSBUZU冷流水不足

X22LQSBUZU冷卻水不足

X23XSQDW吸收器低溫

X24YCH液位超高

X25YH液位高

X26-YL液位低

X27-YCL液位超低

I/O程序中名稱(chēng)意義

Y0BELL警鈴

Y1RYFK溶液閥開(kāi)

Y2RYFG溶液閥關(guān)

Y3ZQFK蒸汽閥開(kāi)

Y4HAND-ZQF手動(dòng)蒸汽閥關(guān)

Y5ZQFG蒸汽閥關(guān)

Y6LQSFK冷卻水閥開(kāi)

Y7LQSFG冷卻水閥關(guān)

Y10DSTOP停止指示燈

Y11DCOOL制冷指示燈

Y12DXISI稀釋指示燈

Y13DAUTO自動(dòng)指示燈

Y14HAND-BENG手動(dòng)泵

Y15RYB溶液泵

Y16L冷劑泵

Y17FSB發(fā)生泵

I/O程序中名稱(chēng)意義

M0AUTORUN自動(dòng)運(yùn)行

M1HANDRUN手動(dòng)運(yùn)行

M2ZLEN制冷

M3ZLCU制冷初期

M4XISI稀釋

M5WAITSTOP待機(jī)

M7NLTJK

M8ERROR故障

M10FSBT發(fā)生泵停止

M23HAVEXSQDW吸收器低溫

M30READY準(zhǔn)備好

M50QFK.F蒸汽閥開(kāi)

M51QFG.F蒸汽閥關(guān)

M52RFK.F溶液閥開(kāi)

M53RFG.F溶液閥關(guān)

M54LFK.F冷水閥開(kāi)

M55LFG.F冷水閥關(guān)

M100QJZK蒸汽閥禁止開(kāi)

M101Q1G蒸汽閥開(kāi)1級(jí)

M102Q2K蒸汽閥開(kāi)2級(jí)

M103Q3K蒸汽閥開(kāi)3級(jí)

M104Q1G1蒸汽閥關(guān)1級(jí)

M105Q3K1蒸汽閥開(kāi)3級(jí)

M106Q1G2蒸汽閥關(guān)1級(jí)

M107QCXG蒸汽閥持續(xù)關(guān)

M108QG蒸汽閥關(guān)閉

M109QFINI蒸汽閥初始化

M110R2K溶液閥開(kāi)2級(jí)

M111R1K溶液閥開(kāi)1級(jí)

M112RJZ溶液閥靜止

M113R1G溶液閥關(guān)1級(jí)

M114R2G溶液閥關(guān)2級(jí)

M115RG溶液閥關(guān)閉

M119RFINI溶液閥初始化

M120L1G冷水閥關(guān)1級(jí)

M121L1K冷水閥開(kāi)1級(jí)

M122LJZ冷水閥靜止

M123L1K--100%冷水閥全開(kāi)

M200QF<25蒸汽閥開(kāi)度<25%

M201QF25蒸汽閥開(kāi)度=25%

M202QF>25蒸汽閥開(kāi)度>25%

M203QF<50蒸汽閥開(kāi)度<50%

M204QF50蒸汽閥開(kāi)度=50%

M205QF>50蒸汽閥開(kāi)度>50%

M206QF<75蒸汽閥開(kāi)度>75%

M207QF75.蒸汽閥開(kāi)度=75%

M208QF>75蒸汽閥開(kāi)度>75%

M210RF<25溶液閥開(kāi)度<25%

M211RF25溶液閥開(kāi)度=25%

M212RF>25溶液閥開(kāi)度>25%

M213RF<50溶液閥開(kāi)度<50%

M214RF50溶液閥開(kāi)度=50%

M215RF>50溶液閥開(kāi)度>50%

M216RF<75溶液閥開(kāi)度<75%

M217RF75.溶液閥開(kāi)度=75%

M218RF>75溶液閥開(kāi)度>75%

M220LF<25冷水閥開(kāi)度<25%

M221LF25冷水閥開(kāi)度=25%

M222LF>25冷水閥開(kāi)度>25%

M223LF<50冷水閥開(kāi)度<50%

M224LF50冷水閥開(kāi)度=50%

M225LF>50冷水閥開(kāi)度>50%

M226LF<75冷水閥開(kāi)度<75%

M227LF75冷水閥開(kāi)度=75%

M228LF>75冷水閥開(kāi)度>75%

M230QF>0蒸汽閥開(kāi)度>0

M231QF=0蒸汽閥開(kāi)度=0

M232QF<0蒸汽閥開(kāi)度<0

M233QF<100蒸汽閥開(kāi)度<100%

M234QF100蒸汽閥開(kāi)度=100%

M235QF>100蒸汽閥開(kāi)度>100%

M240RF>0溶液閥開(kāi)度>0

M241RF=0溶液閥開(kāi)度=0

M242RF<0溶液閥開(kāi)度<0

M243RF<100溶液閥開(kāi)度<100%

M244RF100溶液閥開(kāi)度=100%

M245RF>100溶液閥開(kāi)度>100%

M250LF>0冷水閥開(kāi)度>0

M251LF=0冷水閥開(kāi)度=0

M252LF<0冷水閥開(kāi)度<06控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)由下位機(jī)〔現(xiàn)場(chǎng)控制工作站與上位機(jī)〔中央管理工作站組成,下位機(jī)采用可編程序控制器〔PLC與觸摸屏,上位機(jī)采用工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)與打印機(jī),系統(tǒng)配置必要的附件如通信設(shè)備接口、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)化與全自動(dòng)智能化運(yùn)行。下位機(jī)和觸摸屏在現(xiàn)場(chǎng)可以進(jìn)行系統(tǒng)控制、參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示。上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和打印,它包含下位機(jī)和觸摸屏的所有功能。整個(gè)系統(tǒng)以下位機(jī)的工業(yè)級(jí)可編程序控制器為核心,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。控制設(shè)備與器件包括：傳感檢測(cè)元件、電動(dòng)閥、變頻器等。6.1下位機(jī)系統(tǒng)〔區(qū)域工作站1TP21觸摸屏采用TP27彩色觸摸屏作為操作面板,完全取代常規(guī)的開(kāi)關(guān)按鈕、指示燈等器件,使控制柜面得更整潔。并且,TP27觸摸屏在現(xiàn)場(chǎng)可實(shí)現(xiàn)狀態(tài)顯示、系統(tǒng)設(shè)置、模式選擇、參數(shù)設(shè)置、故障記錄、負(fù)荷記錄、時(shí)間日期、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、負(fù)荷曲線與報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能,中文操作界面直觀友好。2FX-1S-14MR可編程序控制器FX-1S-14MR系列PLC適用于各行各業(yè)、各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化,其強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中,或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。該產(chǎn)品具有光電隔離,高電磁兼容；具有很高的工業(yè)適用性,允許的環(huán)境溫度達(dá)60℃；具有很強(qiáng)的抗干擾、抗振動(dòng)與抗沖擊性能,因此在嚴(yán)酷的工作環(huán)境中得到了廣泛的應(yīng)用。自由通訊口方式也是S7-300FX-1S-14MR型PLC的一個(gè)很有特色的功能,它使FX-1S-14MR型PLC可以與任何通訊協(xié)議公開(kāi)的其它設(shè)備、控制器進(jìn)行通訊,即FX-1S-14MR6.2上位機(jī)系統(tǒng)〔中央管理工作站1上位機(jī)上位機(jī)即圖文控制中心,主要由PC機(jī)和激光打印機(jī)組成,采用MCGS軟件平臺(tái),采用全中文操作界面,人機(jī)對(duì)話友好。管理人員和操作者,可以通過(guò)觀察PC機(jī)所顯示的各種信息來(lái)了解當(dāng)前和以往整個(gè)自控系統(tǒng)的運(yùn)行情況和所有參數(shù),并且通過(guò)鼠標(biāo)進(jìn)行設(shè)備管理和執(zhí)行打印任務(wù)。2MCGS軟件平臺(tái)MCGS通用版組態(tài)軟件

MCGS通用版組態(tài)軟件是北京昆侖自動(dòng)化的拳頭產(chǎn)品,它處于整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的中間層,主要完成如下功能：

通用工作站的數(shù)據(jù)采集和加工；實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理；

報(bào)警和安全機(jī)制；

流程控制；

動(dòng)畫(huà)顯示；

趨勢(shì)曲線和報(bào)表輸出。它能方便的代替大量的現(xiàn)場(chǎng)工作人員的勞動(dòng)和完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)監(jiān)控和報(bào)警處理。使用MCGS通用版組態(tài)軟件,用戶(hù)無(wú)須了解復(fù)雜的計(jì)算機(jī)編程的知識(shí),就可以在短時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)穩(wěn)定,成熟并且具備專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作。

與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品相比,MCGS通用組態(tài)軟件具有以下特點(diǎn)：

全中文、可視化、面向窗口的組態(tài)開(kāi)發(fā)界面,真正的32位程序,支持多任務(wù)、多線程,可運(yùn)行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000等多種操作系統(tǒng)；

龐大的標(biāo)準(zhǔn)圖形庫(kù)、完備的繪圖工具集以及豐富的多媒體支持,能夠快速地開(kāi)發(fā)出集圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)等于一體的漂亮、生動(dòng)的工程畫(huà)面；

全新的ActiveX動(dòng)畫(huà)構(gòu)件,包括存盤(pán)數(shù)據(jù)處理、條件曲線、計(jì)劃曲線、相對(duì)曲線、通用棒圖等；

支持目前絕大多數(shù)硬件設(shè)備,同時(shí)可以方便地定制各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)；此外,獨(dú)特的組態(tài)環(huán)境調(diào)試功能與靈活的設(shè)備操作命令,使硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)間的配合天衣無(wú)縫；

簡(jiǎn)單易學(xué)的類(lèi)Basic腳本語(yǔ)言與豐富的MCGS策略構(gòu)件,能夠輕而易舉地開(kāi)發(fā)出復(fù)雜的流程控制系統(tǒng)。

強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能,能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以各種方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,使管理人員能夠在第一時(shí)間獲得有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)情況的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

方便的報(bào)警設(shè)置、豐富的報(bào)警類(lèi)型、報(bào)警存貯與應(yīng)答、實(shí)時(shí)打印報(bào)警報(bào)表以及靈活的報(bào)警處理函數(shù)。

提供了一套完善的安全機(jī)制,用戶(hù)能夠自由設(shè)定菜單、按鈕及退出系統(tǒng)的操作權(quán)限。此外,MCGS還提供了工程密碼、鎖定軟件狗、工程運(yùn)行期限等功能,以保護(hù)組態(tài)開(kāi)發(fā)者的成果。

強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能,完善的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),可以支持最新流行的各種通訊方式,包括通訊網(wǎng),寬帶通訊網(wǎng),ISDN通訊網(wǎng),GPRS通訊網(wǎng)和無(wú)線通訊網(wǎng)等等。

良好的可擴(kuò)充性,可通過(guò)OPC、DDE、ODBC、ActiveX等機(jī)制,方便地?cái)U(kuò)展軟件功能,并與其他組態(tài)軟件、MIS系統(tǒng)或自行開(kāi)發(fā)的軟件連接。

6.3冷系統(tǒng)的控制1控制目的、范圍及主要受控設(shè)備控制系統(tǒng)控制目的：通過(guò)對(duì)制冷主機(jī)、板式熱交換器、系統(tǒng)水泵、冷卻塔、系統(tǒng)管路調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制,在最經(jīng)濟(jì)的情況下給末端提供一穩(wěn)定的供水溫度。同時(shí),提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平,提高系統(tǒng)的管理效率和降低管理勞動(dòng)強(qiáng)度。控制范圍包括整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)狀態(tài)顯示、設(shè)備狀態(tài)及控制,主要控制設(shè)備有：主機(jī)、電動(dòng)閥、冷卻塔、冷卻水泵、初級(jí)溴化浬泵、板式換熱器、次級(jí)溴化浬泵等。2控制功能控制功能包括整個(gè)冷系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行所需的功能?！?工況的啟停、顯示和故障報(bào)警功能控制系統(tǒng)按編排的時(shí)間順序,結(jié)合負(fù)荷預(yù)測(cè)軟件,控制制冷主機(jī)及外圍設(shè)備的啟停數(shù)量及監(jiān)視各設(shè)備之工作狀況與運(yùn)行參數(shù),如：制冷主機(jī)啟停、狀態(tài)及故障報(bào)警；制冷主機(jī)運(yùn)行參數(shù)；制冷主機(jī)缺水保護(hù)；-制冷主機(jī)供/回水溫度、壓力遙測(cè)和顯示；冷凍水泵啟停、狀態(tài)及故障報(bào)警；溴化浬泵啟停、狀態(tài)及故障報(bào)警；冷卻水泵啟停、狀態(tài)及故障報(bào)警；壓差旁通管的壓差測(cè)量與顯示；冷卻塔風(fēng)機(jī)啟停、狀態(tài)及故障報(bào)警；冷卻塔供/回水溫度控制與顯示；供/回水溫度、壓差遙測(cè)控制與顯示；板式換熱器側(cè)進(jìn)出口溫度控制與顯示；電動(dòng)閥開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié)與閥位控制與顯示；室外溫濕度遙測(cè)控制與顯示；末端冷負(fù)荷控制?！?數(shù)據(jù)的記錄和打印功能控制系統(tǒng)對(duì)一些需要的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行整年趨勢(shì)記錄,控制系統(tǒng)可將整年的負(fù)荷情況〔包括每天的最大負(fù)荷和全日總負(fù)荷和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間以表格和圖表記錄下來(lái),供使用者使用。所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)和計(jì)算的數(shù)據(jù)均能自動(dòng)定時(shí)打印。〔3手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能控制系統(tǒng)配置靈活的手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能?！?全自動(dòng)運(yùn)行功能系統(tǒng)可脫離上位機(jī)工作,根據(jù)時(shí)間表自動(dòng)進(jìn)行制冰和控制系統(tǒng)運(yùn)行、工況轉(zhuǎn)換、對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行自動(dòng)診斷,并向遠(yuǎn)方報(bào)警。觸摸屏顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、流程、各節(jié)點(diǎn)參數(shù)、運(yùn)行記錄、報(bào)警記錄等?！?下位機(jī)操作功能下位機(jī)彩色觸摸屏操作界面見(jiàn)圖6.6下位機(jī)操作功能如下：a人機(jī)對(duì)話。操作人員可通過(guò)觸摸面板進(jìn)行人機(jī)對(duì)話,操作界面完全中文化,具有提示、幫助、參數(shù)設(shè)置、密匙設(shè)置、故障查詢(xún)、歷史記錄等功能。b系統(tǒng)設(shè)置。包括操作口令設(shè)置、運(yùn)行設(shè)置、運(yùn)行時(shí)間表設(shè)置、記錄溢出處理、自動(dòng)/手動(dòng)/測(cè)試選擇、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置〔包括各節(jié)點(diǎn)溫度、壓力,各介質(zhì)的流量,閥門(mén)開(kāi)度,末端負(fù)荷等。c故障記錄、運(yùn)行記錄、歷史記錄等。6.4系統(tǒng)擴(kuò)展控制控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面友好,PLC和觸摸屏均可擴(kuò)展,內(nèi)容可擴(kuò)展、參數(shù)也可修改,通過(guò)485通訊接口或通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)BAS與自控系統(tǒng)一體化,節(jié)約投資、方便管理。系統(tǒng)集中控制,減少了動(dòng)力柜占地面積,又使動(dòng)力柜型號(hào)統(tǒng)一、式樣相同、大小一致。系統(tǒng)擴(kuò)展控制如下：a污水泵自動(dòng)控制；b風(fēng)、排風(fēng)控制；c活水泵穩(wěn)壓控制；d防水泵定時(shí)運(yùn)行、檢測(cè)、報(bào)警；e淋水泵穩(wěn)壓控制；f筑物夜間輪廓照明自動(dòng)控制；g低配計(jì)量、開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)、報(bào)警。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖6.4所示：圖6.4控制系統(tǒng)框圖6.5控制方案用SFC語(yǔ)言設(shè)計(jì),用于規(guī)定整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)正常啟動(dòng)、正常或異常停止的設(shè)備啟停順序。啟動(dòng)順序：冷卻塔風(fēng)機(jī)→冷卻水泵→冷凍水泵→制冷機(jī)。停止順序：制冷機(jī)→冷凍水泵→冷卻水泵→冷卻塔風(fēng)機(jī)。在異常停止時(shí),無(wú)論哪臺(tái)設(shè)備因故障停機(jī),都要從停止順序的第一步開(kāi)始執(zhí)行。邏輯控制〔LCS

本子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)和兩臺(tái)設(shè)備之間的互為備用聯(lián)鎖,可用LD語(yǔ)言編寫(xiě)。每臺(tái)設(shè)備均設(shè)有自動(dòng)、手動(dòng)、備用三種運(yùn)行狀態(tài),自動(dòng)用于聯(lián)鎖控制,手動(dòng)用于調(diào)試或檢修,備用狀態(tài)用于熱備用。圖6.5示出了互為備用的兩臺(tái)設(shè)備之間的邏輯關(guān)系〔B為默認(rèn)主機(jī)。圖6.5互為備用的兩臺(tái)設(shè)備之間的邏輯關(guān)系框圖模擬控制〔MCS模擬控制主要包括冷氣溫濕度控制、冷凍水差壓控制、節(jié)能控制。中央空調(diào)的能耗一般占整個(gè)建筑能耗的30～50％,因此,如果將中央空調(diào)的節(jié)能控制設(shè)計(jì)得合理,無(wú)疑將大大降低建筑消耗。采用變頻〔VRV、變水量〔VWV、變風(fēng)量〔VAV技術(shù),根據(jù)中央空調(diào)主機(jī)和輔機(jī)運(yùn)行工況和末端負(fù)荷的變化,由多種變化參數(shù)〔如溫度、流量、壓力等計(jì)算負(fù)荷隨動(dòng),自動(dòng)對(duì)水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化控制,并使中央空調(diào)主機(jī)運(yùn)行環(huán)境得以?xún)?yōu)化,使得主機(jī)工質(zhì)和輔機(jī)系統(tǒng)各種流體流量跟隨末端負(fù)荷變化而同步變化,確保中央空調(diào)系統(tǒng)在滿(mǎn)足舒適的前提下大幅度的降低系統(tǒng)能源消耗。數(shù)據(jù)采集〔DAS

數(shù)據(jù)采集是用于將中央空調(diào)系統(tǒng)的一些測(cè)量點(diǎn)信息采集到系統(tǒng)中〔包括通過(guò)ModbusRTU從PLC采集的部分制冷機(jī)參數(shù)實(shí)時(shí)地顯示在屏幕上,供操作員參考、監(jiān)視和管理。6.6人機(jī)界面控制組態(tài)軟件完全設(shè)計(jì),操作簡(jiǎn)單、功能豐富,用戶(hù)可以根據(jù)